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蛋白质计算中的机器学习

物理学报 2024年第6期73卷 95-107页

作者：张嘉晖中国科学技术大学生命科学学院合肥230027

蛋白质计算一直以来都是科学领域中的重要课题,而近年来其与机器学习的结合,更是极大地推进了相关学科的发展.本综述主要讨论了机器学习在四个重要的蛋白质计算领域内的研究进展,这四个领域包括:分子动力学模拟、结构预测、性质预测和... 详细信息

蛋白质计算一直以来都是科学领域中的重要课题,而近年来其与机器学习的结合,更是极大地推进了相关学科的发展.本综述主要讨论了机器学习在四个重要的蛋白质计算领域内的研究进展,这四个领域包括:分子动力学模拟、结构预测、性质预测和分子设计.分子动力学模拟依赖于力场参数,准确的力场参数是分子动力学模拟的必需品,而机器学习可以帮助研究者得到更加准确的力场参数.在分子动力学模拟中,机器学习也可以从复杂的体系中以较小的代价计算出所需求解的自由能.结构预测一般是给定蛋白质序列预测其结构.结构预测复杂度高、数据量大,而这恰恰是机器学习所擅长的.在机器学习的协助下,近年来科研人员已经在单个蛋白质三维结构预测上取得了不错的成果.性质预测则是指通过给定的已知蛋白质信息,推断其可能拥有的性质,这对于蛋白质的研究也是至关重要的.更具挑战性的是分子设计,虽然近年来机器学习在蛋白质设计上取得突破,但这一领域还有很大空间值得探索.本综述将针对以上四点分别展开论述,并对蛋白质计算中的机器学习研究进行展望.

关键词：蛋白质机器学习分子动力学模拟结构预测性质预测分子设计

一维理想弹塑性体的SPH-HLLC耦合算法

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爆炸与冲击 2024年第8期44卷 72-81页

作者：王展铭陈龙奎黄生洪中国科学技术大学工程科学学院材料力学行为与设计重点实验室安徽合肥230026

通过弹塑性波分析求得HLLC(Harten-Lax-van Leer-contact)近似黎曼解,提出了SPH(smoothed particle hydrodynamics)与一维理想弹塑性体模型下近似的HLLC黎曼求解器耦合的一种构造简单的算法。在SPH计算中,支持域内每个粒子对都存在一个... 详细信息

通过弹塑性波分析求得HLLC(Harten-Lax-van Leer-contact)近似黎曼解,提出了SPH(smoothed particle hydrodynamics)与一维理想弹塑性体模型下近似的HLLC黎曼求解器耦合的一种构造简单的算法。在SPH计算中,支持域内每个粒子对都存在一个黎曼间断问题,它的黎曼解被代入控制方程中计算。其中一维理想弹塑性体的HLLC近似黎曼解的思想是:先假设整体处于弹性状态计算黎曼解,然后对计算结果进行塑性条件修正,最后用修正后的物理变量计算HLLC近似黎曼解。将提出的SPH-HLLC耦合算法与传统SPH算法在一维算例下的计算结果进行对比,结果表明,该算法能有效模拟一维理想弹塑性体材料的碰撞,并能有效抑制在不同材料之间的压强和偏应力震荡,这是传统SPH方法很难做到的。

关键词：弹塑性数值模拟固体碰撞 SPH黎曼耦合算法

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力学系统的任意阶分数维梯度表示

力学学报 2024年第8期56卷 2408-2414页

作者：齐皓晖王鹏济南大学土木建筑学院济南250022

梯度系统是一类重要的数学系统,其性质适用Lyapunov函数研究系统的平衡和稳定性.约束力学系统的稳定性研究具有重要应用价值.若约束力学系统可转化为梯度系统,则可利用梯度系统性质研究其稳定性.然而有些约束力学系统并没有梯度表示,如... 详细信息

梯度系统是一类重要的数学系统,其性质适用Lyapunov函数研究系统的平衡和稳定性.约束力学系统的稳定性研究具有重要应用价值.若约束力学系统可转化为梯度系统,则可利用梯度系统性质研究其稳定性.然而有些约束力学系统并没有梯度表示,如果可以将其拓展到分数阶情形,可为这类约束系统的稳定性研究提供新思路.目前关于约束力学系统的分数维梯度表示限于二阶梯度系统(分数阶导数的阶数α=2),对任意阶导数的梯度系统还未有报道,限制了其应用.不同以往限于力学系统的二阶分数维梯度表示,文章研究力学系统的一类新分数维梯度表示,即任意阶分数维梯度表示.首先建立系统的微分方程,进而给出了力学系统可以表示为任意阶(α为正整数或任意分数)的分数维梯度系统的条件及其任意阶分数维梯度形式,通常梯度系统和二阶分数维梯度系统是文章结果的特例,然后讨论结果的一般性,发现不同分数阶导数定义下同阶分数维梯度系统的阶数取值范围并不同.通过算例说明了结果的适用性.

关键词：任意阶分数维梯度系统非保守系统分数阶导数

浙江嵊州-新昌地区红层软岩崩解能量耗散研究

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地质科技通报 2024年第4期43卷 235-243页

作者：黄生根何铭健中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074

以浙江嵊州-新昌地区红层软岩为研究对象,探究该地区红层软岩崩解表面能特性。基于能量耗散原理,通过分析该地区3组不同组成成分的红层软岩在干湿循环作用下崩解过程中能量的转化、传递和耗散,得出红层软岩崩解过程中吸收的能量向表面... 详细信息

以浙江嵊州-新昌地区红层软岩为研究对象,探究该地区红层软岩崩解表面能特性。基于能量耗散原理,通过分析该地区3组不同组成成分的红层软岩在干湿循环作用下崩解过程中能量的转化、传递和耗散,得出红层软岩崩解过程中吸收的能量向表面能转化的规律。结果表明,该地区红层软岩随着干湿循环次数的不断增多,表面能累计增长量有3个变化过程:初期呈平缓增长;中期表面能急剧增加,增长速率越来越快;崩解后期其表面能累计增长量逐渐保持平稳状态。试验还表明黏土矿物含量越高的红层软岩,产生的表面能越多,耐崩解性越差。本研究提出的能量耗散模型,为治理浙江嵊州-新昌地区各种红层软岩问题提供了参考价值。

关键词：红层软岩干湿循环崩解现象表面能能量耗散

信控交叉口公交专用车道动态共享实时控制方法

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哈尔滨工业大学学报 2024年第3期56卷 98-109页

作者：刘嘉晖陈科陈群中南大学交通运输工程学院长沙410075 湖南省交通规划勘察设计院有限公司长沙410200

针对目前交叉口拥堵、公交专用车道利用率低的问题,提出一种信控交叉口公交专用车道动态共享实时控制方法。利用GPS定位实时获取交叉口处公交车的位置,并通过交通检测设备获取专用道内小汽车车辆数,结合主信号显示情况综合计算当前时刻... 详细信息

针对目前交叉口拥堵、公交专用车道利用率低的问题,提出一种信控交叉口公交专用车道动态共享实时控制方法。利用GPS定位实时获取交叉口处公交车的位置,并通过交通检测设备获取专用道内小汽车车辆数,结合主信号显示情况综合计算当前时刻公交专用道共享前后交叉口车辆总延误。将延误大小判断结果反馈给车道信号,车道信号显示红灯或绿灯以提醒司机是否能够进入公交专用道。引入受影响车辆概念,建立以减少交叉口车辆总延误为目标的公交专用车道共享控制模型。通过对当前时刻主信号显示红灯和显示绿灯两种情况分析,提出一种综合考虑车辆司乘系数、受影响车辆的交叉口延误计算方法,得到共享公交专用车道前后交叉口车辆总延误差值的表达式。利用示例数值模拟在多种不同场景下车道信号的显示情况,分析了专用道内已有车辆、公交车位置以及主信号显示情况对车道共享的影响。结果表明:该控制方法较符合实际情况,并能有效提高公交专用车道利用率,能够充分利用交叉口绿灯时间,为解决公交专用车道的动态共享、缓解道路拥堵提供了一种新的思路。

关键词：交通运输工程车道共享方案建模仿真公交专用车道 GPS观测交叉口延误

新生儿院内感染病原菌分布特点及相关危险因素分析

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中国病原生物学杂志 2024年第6期19卷 715-719页

作者：黄生才黄超何江胡海抚州市妇幼保健院新生儿科江西抚州344000 抚州市妇幼保健院检验科江西抚州344000

目的探讨新生儿院内感染的病原菌分布特点及相关危险因素。方法选取155例本院新生儿科接诊的院内感染患儿及150例未发生院内感染的新生儿为研究对象。通过本院电子病历系统收集患儿临床资料,回顾性分析新生儿院内感染的危险因素。采集... 详细信息

目的探讨新生儿院内感染的病原菌分布特点及相关危险因素。方法选取155例本院新生儿科接诊的院内感染患儿及150例未发生院内感染的新生儿为研究对象。通过本院电子病历系统收集患儿临床资料,回顾性分析新生儿院内感染的危险因素。采集患儿多种标本,进行病原菌鉴定与药敏试验。结果155例新生儿院内感染患儿,共采集标本168份,42.86%为痰液标本(72/168),其次为血液标本、咽拭子标本、脑脊液标本、尿液标本等。共检出病原菌168株。其中革兰阴性菌88株,主要为肺炎克雷伯菌(16.67%,28/168)与大肠埃希菌(12.50%,21/168)。革兰阳性菌70株,主要为金黄色葡萄球菌(15.48%,26/168)与肺炎链球菌(11.31%,19/168)。真菌10株(5.95%,10/168),主要为白色假丝酵母菌(4.17%,7/168)。155例院内感染患儿中,极低出生体重患儿31例,低出生体重患儿89例,正常出生体重患儿24例,巨大儿患儿11例。极低出生体重组患儿共检出病原菌39株,其中革兰阴性菌23株,革兰阳性菌9株,真菌7株。低出生体重组患儿共检出病原菌94株,其中革兰阴性菌53株,革兰阳性菌40株,真菌1株。正常出生体重组患儿共检出病原菌24株,其中革兰阴性菌7株,革兰阳性菌16株,真菌1株。巨大儿组患儿共检出病原菌11株,其中革兰阴性菌5株,革兰阳性菌5株,真菌1株。不同出生体重分组患儿,革兰阴性菌、真菌构成比差异有统计学意义(P0.05)。肺炎克雷伯菌对氨苄西林/舒巴坦、头孢呋辛、庆大霉素的耐药率高于50%,对亚胺培南、美罗培南的耐药率低于10%。大肠埃希菌对头孢呋辛的耐药率高于50%,对头孢他啶、美罗培南、亚胺培南、阿米卡星、阿莫西林/克拉维酸的耐药率低于10%。金黄色葡萄球菌对青霉素G、阿莫西林、红霉素、罗红霉素、阿奇霉素的耐药率高于50%,未产生对万古霉素、替考拉宁的耐药株。肺炎链球菌对青霉素G、红霉素、罗红霉素、阿奇霉素、四环素的耐药率高于50%,对万古霉素、替考拉宁、庆大霉素的耐药率低于10%。感染组与对照组新生儿在胎龄、出生体重、产妇孕期并发症、Apgar评分、羊水污染、新生儿窒息、使用呼吸机、气管插管、留置胃管、中心静脉置管、住院时间差异有统计学意义(P0.05)。进一步进行二元Logistic回归分析,胎龄<37周、出生体重<2.5 kg、使用呼吸机、气管插管、留置胃管、住院时间≥7 d、中心静脉置管、Apgar评分<5分是新生儿院内感染的独立危险因素(P<0.05)。结论新生儿科院内感染患儿病原菌以肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌为主,不同出生体重患儿的病原菌构成情况不同。肺炎克雷伯菌、大肠埃希菌对第二代头孢菌素的耐药率较高,肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌对青霉素、大环内酯类的耐药率较高。胎龄<37周、出生体重<2.5 kg、使用呼吸机、气管插管、留置胃管、住院时间≥7 d、中心静脉置管、Apgar评分<5分是新生儿发生院内感染的独立危险因素。

关键词：新生儿院内感染病原菌危险因素

快速蔓延的城市区域中的局部收缩研究——基于广东省的案例追踪

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重庆大学学报(社会科学版) 2024年

作者：姜晓晖上海师范大学哲学与法政学院

党的二十大报告明确指出：深入实施区域协调发展战略、新型城镇化战略，构建优势互补、高质量发展的区域经济布局和国土空间体系。区域范围内城市的扩张规模、产业转型、人口流动等要素变化都会对城市的高质量发展和治理现代化目标产生... 详细信息

党的二十大报告明确指出：深入实施区域协调发展战略、新型城镇化战略，构建优势互补、高质量发展的区域经济布局和国土空间体系。区域范围内城市的扩张规模、产业转型、人口流动等要素变化都会对城市的高质量发展和治理现代化目标产生重要影响。近年来，城市“增长主义”范式下的规模扩张、资源积累思维模式不断受到质疑，“流动空间”效应下的人口梯度聚集带来区域内“普遍增长下的局部收缩”现象，引起了实务界和学术界的研究与关注。文章基于城市规划学、区域经济学、公共管理学等交叉学科理念，以城市生命发展周期理论为基础，尝试探究城市区域内“快速蔓延”背后缘何出现局部收缩”的现象。首先，文章基于“中国特色”城市发展的具体情景和空间场域，从“增量—存量”“资源—资本”“实际—预期”“行政—实体”四个维度概括总结当前的现象表征。其次，以广东省域内地级及以上城市为研究对象，追踪其区域范围内城市发展格局与收缩问题，进一步探究其问题呈现及背后的生成机理。最后，提出从“增长主义”转向“人本回归”，关注增量、存量、减量规划与城市发展要素的变化，深挖城市发“蔓延—收缩”普适性发展遵循、高位推动与顶层设计高质量发展的城市目标等政策建议。

关键词：城市蔓延城市收缩生命周期广东省

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戴望致胡培系信札十九通考释

图书馆杂志 2024年第4期43卷 122-133页

作者：周昕晖北京大学中国语言文学系北京100871

北京大学图书馆藏《戴望手札》中有戴望致胡培系信札十九通,经考证,均作于同治六年至同治十一年间,几乎贯穿戴望与胡培系交游之始末。其内容涉及戴、胡二人的学术工作、金陵书局的刻印书籍情况,以及其他相关学者的生平行事等信息。

关键词：戴望胡培系金陵书局学术史

有人机/无人机智能协同目标搜索和轨迹规划算法

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通信学报 2024年第1期45卷 31-40页

作者：卢卓吴启晖周福辉南京航空航天大学电子信息工程学院江苏南京210016

基于有人机/无人机智能协同平台,针对多个位置未知的干扰信号源搜索及轨迹规划进行了研究。考虑到搜索过程的实时性和动态性,提出了一种基于多智能体深度强化学习的有人机/无人机智能协同目标搜索和轨迹规划(MUICTSTP)算法。各无人机通... 详细信息

基于有人机/无人机智能协同平台,针对多个位置未知的干扰信号源搜索及轨迹规划进行了研究。考虑到搜索过程的实时性和动态性,提出了一种基于多智能体深度强化学习的有人机/无人机智能协同目标搜索和轨迹规划(MUICTSTP)算法。各无人机通过感知接收干扰信号强度在线决策轨迹规划,同时将感知信息和决策动作传给有人机来获得全局评估。仿真结果表明,该算法相比其他算法在长期接收干扰信号强度、碰撞等方面表现出更好性能,且获得更优的学习策略。

关键词：有人机/无人机智能协同多智能体深度强化学习轨迹规划接收干扰信号强度